DE102015207901A1 - Control unit for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestellt, das in der Lage ist ein Auftreten eines Klopfens aufgrund von Frühzündung und ein Auftreten von Fehlzündung zu unterdrücken, sogar wenn ein Betriebszustand in einem vorangegangenen Zyklus sich in einem folgenden Zyklus verändert. Wenn ein Veränderungsverhältnis der Wärme einer Luft-Kraftstoff-Mischung, welches ein Index ist, der anzeigt, wie eine Wärme der Luft-Kraftstoff-mischung in dem vorangegangenen Zyklus sich in dem folgenden Zyklus verändert, nicht in einen zulässigen Bereich fällt, wird ein variabler Ventilsteuermechanismus, der in der Lage ist einen Ventilschließzeitpunkt eines Abgasventils zum Einstellen des internen AGR-Gasbetrages zu verändern, unter Verwendung eines optimalen Werts eines Ventilschließzeitpunktes gesteuert, der durch Korrigieren eines eingestellten Ventilschließzeitpunktes des Abgasventils erhalten wird, sodass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt.There is provided a control apparatus for an internal combustion engine capable of suppressing occurrence of knocking due to pre-ignition and occurrence of misfire even when an operating state in a preceding cycle changes in a following cycle. When a change ratio of the heat of an air-fuel mixture, which is an index indicating how heat of the air-fuel mixture in the preceding cycle changes in the following cycle, does not fall within an allowable range, becomes a variable one A valve control mechanism capable of changing a valve closing timing of an exhaust valve for adjusting the internal EGR gas amount is controlled using an optimum value of a valve closing timing obtained by correcting a set valve closing timing of the exhaust valve so that the change ratio of the heat of the air-fuel Mixture falls within the allowable range.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät (Steuereinrichtung) für eine Verbrennungskraftmaschine zum Steuern des Betrages an internem AGR-Gas (Abgasrückführung), welches ein Abgas ist, das in einem Zylinder verbleibt.The present invention relates to a control apparatus (control means) for an internal combustion engine for controlling the amount of internal EGR (exhaust gas recirculation) gas, which is an exhaust gas remaining in a cylinder.
2. Stand der Technik2. State of the art
In einer Verbrennungskraftmaschine mit Funkenzündung aus dem Stand der Technik, die Benzin als Kraftstoff verwendet, ist ein thermischer Wirkungsgrad in einem Betriebszustand hoch, in dem eine interne Last der Verbrennungskraftmaschine sich in einem mittleren bis hohen Bereich befindet. Auf der anderen Seite ist der thermische Wirkungsgrad gering in einem Betriebsbereich, in dem die Last der Verbrennungskraftmaschine relativ gering ist. Der Betriebsbereich mit der relativ niedrigen Last der Verbrennungskraftmaschine wird oft für Automobile verwendet. Als ein Faktor zum Reduzieren des thermischen Wirkungsgrades bei dem niedrigen Lastzustand, der oben beschrieben wurde, wird folgendes genannt. Im Speziellen wird eine Drosselklappe geschlossen, um einen Luftbetrag, der in einen Zylinder kommt, zu reduzieren. Im Ergebnis steigt eine negative Arbeit (d.h. ein Pumpverlust) an oder ein effektives Kompressionsverhältnis wird aufgrund einer Reduzierung des Luftbetrages gesenkt.In a prior art spark ignition internal combustion engine using gasoline as fuel, a thermal efficiency is high in an operating state where an internal load of the internal combustion engine is in a middle to high range. On the other hand, the thermal efficiency is low in an operating range in which the load of the internal combustion engine is relatively low. The operating range with the relatively low load of the internal combustion engine is often used for automobiles. As a factor for reducing the thermal efficiency at the low load state described above, the following is mentioned. Specifically, a throttle valve is closed to reduce an amount of air entering a cylinder. As a result, a negative work (i.e., a pumping loss) increases, or an effective compression ratio is lowered due to a reduction in the amount of air.
Eine Reduzierung des Pumpverlustes und eine Verbesserung des effektiven Kompressionsverhältnisses kann durch Öffnen der Drosselklappe um einen Betrag an angesaugter Luft (Ansaugluft) zu erhöhen, erreicht werden. In einem Fall, in dem Benzin als Kraftstoff verwendet wird, brennt jedoch eine Luft-Kraftstoff-Mischung, die durch Mischen von Benzin mit Luft mit einem bestimmten Betrag oder höher im Bezug auf den Betrag an Benzin erhalten wird, nicht. Daher kann der Betrag an Ansaugluft nicht stark erhöht werden. Folglich wird ein großer Effekt des Verbesserns der thermischen Effizienz nicht erhalten. Jedoch, wenn eine Temperatur der Ansaugluft hoch ist, steigt ein maximaler Luftbetrag in dem verbrennbaren Luft-Kraftstoff-Gemisch an. Daher kann die Verbesserung der thermischen Effizienz erwartet werden. Jedoch werden Mittel zum Erwärmen der Ansaugluft benötigt. Folglich wird eine Konfiguration der Einrichtung komplex.A reduction of the pumping loss and an improvement of the effective compression ratio can be achieved by opening the throttle valve to increase an amount of intake air (intake air). However, in a case where gasoline is used as fuel, an air-fuel mixture obtained by mixing gasoline with air having a certain amount or higher with respect to the amount of gasoline does not burn. Therefore, the amount of intake air can not be greatly increased. Consequently, a great effect of improving the thermal efficiency is not obtained. However, when a temperature of the intake air is high, a maximum amount of air in the combustible air-fuel mixture increases. Therefore, the improvement of the thermal efficiency can be expected. However, means are needed to heat the intake air. As a result, a configuration of the device becomes complex.
Daher wird als Mittel zum Reduzieren des Pumpverlustes und zum Verbessern des effektiven Kompressionsverhältnisses eine Technologie zum Zurücklassen von Verbrennungsgas in dem Zylinder in einem Zustand, in dem der Betrag an Ansaugluft aufrechterhalten wird, verwendet. Obwohl das so zurückgelassene Verbrennungsgas kaum Sauerstoff aufweist, wird Sauerstoff, der notwendig für die Verbrennung von Benzin ist, in der Ansaugluft sichergestellt. Daher kann die Luft-Kraftstoff-Mischung mit dem Verbrennungsgas (Brenngas) mit hoher Temperatur verbrannt werden, welches in den Zylinder zurückgelassen wird. Das Zurücklassen von Verbrennungsgas in dem Zylinder wird im Folgenden als "interne AGR" bezeichnet und das in dem Zylinder zurückgelassene Verbrennungsgas wird im Folgenden als "internes AGR-Gas" bezeichnet.Therefore, as means for reducing the pumping loss and improving the effective compression ratio, a technology for leaving combustion gas in the cylinder in a state in which the amount of intake air is maintained is used. Although the combustion gas thus left hardly has any oxygen, oxygen necessary for the combustion of gasoline is ensured in the intake air. Therefore, the air-fuel mixture can be burned with the high-temperature combustion gas (fuel gas) left in the cylinder. The leaving of combustion gas in the cylinder is hereinafter referred to as "internal EGR", and the combustion gas left in the cylinder will be referred to as "internal EGR gas" hereinafter.
Ferner wird ein gesamter Gasbetrag der Luft-Kraftstoff-Mischung durch die Hinzufügung des Verbrennungsgases zu Benzin und Luft aufgrund des internen AGR erhöht. Daher können Pumpverluste reduziert werden, während das effektive Kompressionsverhältnis verbessert werden kann. Als ein Ergebnis, sogar falls die Verbrennungskraftmaschine bei dem niedrigen Lastzustand betrieben wird, kann eine hohe thermische Effizienz erreicht werden. Ferner ist eine Temperatur des internen AGR-Gases hoch. Daher wird ein Teil der thermischen Energie, die bisher als Abgas entsorgt wurde in einem folgenden Verbrennungstakt zurückgewonnen. Das Zurückgewinnen der thermischen Energie trägt auch zur Verbesserung der thermischen Effizienz bei.Further, a total amount of gas of the air-fuel mixture is increased by the addition of the combustion gas to gasoline and air due to the internal EGR. Therefore, pumping losses can be reduced while the effective compression ratio can be improved. As a result, even if the internal combustion engine is operated at the low load state, high thermal efficiency can be achieved. Further, a temperature of the internal EGR gas is high. Therefore, a part of the thermal energy that was previously disposed of as exhaust gas is recovered in a following combustion cycle. The recovery of the thermal energy also contributes to the improvement of the thermal efficiency.
Um die interne AGR umzusetzen, die die Effekte des Verbesserns der thermischen Effizienz, wie oben beschrieben, zur Verfügung stellt, ist ein Vorverschieben (in Richtung "Früh") eines Ventilschließzeitpunktes eines Abgasventils effektiv. In einigen Fällen verändert jedoch die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung zum Zeitpunkt der Kompression sich um eine Frühzündung (Glühzündung, Prä-Zündung) oder eine Fehlzündung in Abhängigkeit von einer Differenz der Temperatur des Verbrennungsgases und der Temperatur und dem Betrag der Ansaugluft zu erwirken. Daher, um sowohl die Frühzündung als auch die Fehlzündung am Auftreten zu hindern, ist es erforderlich, dass der AGR-Gas-Betrag ordentlich durch Steuern des Ventil-Schließzeitpunktes des Abgasventils gemäß einem Betriebszustand eingestellt wird.In order to implement the internal EGR that provides the effects of improving the thermal efficiency as described above, advancing (in the "early" direction) a valve closing timing of an exhaust valve is effective. However, in some cases, the temperature of the air-fuel mixture at the time of compression changes to cause a pre-ignition (spark-ignition, pre-ignition) or a misfire depending on a difference in the temperature of the combustion gas and the temperature and the amount of the intake air , Therefore, in order to prevent both the pre-ignition and the misfire from occurring, it is required that the EGR gas amount be properly adjusted by controlling the valve closing timing of the exhaust valve according to an operating condition.
Daher wurden Mittel zum Einstellen des internen AGR-Gas-Betrages, wie oben beschrieben, vorgeschlagen, wie beispielsweise eine Technologie zum Steuern des Ventilschließzeitpunktes des Abgasventils hin zu einem vorgegebenen Zeitpunkt gemäß dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (siehe beispielsweise die veröffentlichte
Jedoch weist der Stand der Technik die folgenden Probleme auf.However, the prior art has the following problems.
In dem Stand der Technik, der in der
Hier entspricht das interne AGR-Gas, das tatsächlich in dem Zylinder in dem momentanen Takt verbleibt, dem Verbrennungsgas, das bei der Verbrennung in dem gleichen Zylinder in dem vorhergehenden Zyklus erhalten wird, im Speziellen ein Zyklus vor dem derzeitigen Zyklus und verbleibt in dem Zylinder. Folglich wird in einem Prozess, in dem die Wellenrotationsgeschwindigkeit oder die Brennlast in einem vorhergehenden Zyklus sich in dem momentanen Zyklus verändert, ein Unterschied zwischen der internen AGR-Gastemperatur, die in der Datenbank betrachtet wird, um der Wellenrotationsgeschwindigkeit und der Brennlast in dem momentanen Zyklus zu entsprechen, und der internen AGR-Gastemperatur, die tatsächlich in dem Zylinder in dem momentanen Zyklus verbleibt (im Speziellen eine Abgastemperatur des Verbrennungsgases, das in dem vorhergehenden Zyklus gewonnen wurde), erhalten.Here, the internal EGR gas actually remaining in the cylinder in the current cycle corresponds to the combustion gas obtained in the combustion in the same cylinder in the preceding cycle, specifically, one cycle before the current cycle and remains in the cylinder , Thus, in a process in which the shaft rotation speed or the combustion load in a previous cycle changes in the current cycle, a difference between the internal EGR gas temperature considered in the database becomes the shaft rotation speed and the combustion load in the current cycle and the internal EGR gas temperature actually remaining in the cylinder in the current cycle (specifically, an exhaust gas temperature of the combustion gas recovered in the previous cycle).
Als dem oben beschriebenen Unterschied beispielsweise in einem Fall, in dem die Temperatur des internen AGR-Gases, das tatsächlich in dem Zylinder in dem momentanen Zyklus verbleibt, größer ist als die interne AGR-Gastemperatur, die in der Datenbank betrachtet wird, um der Wellenrotationsgeschwindigkeit und der Brennlast in dem momentanen Zyklus zu entsprechen, wird die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung zum Zeitpunkt der Kompression höher. Folglich besteht ein Problem, dass ein Klopfen aufgrund der Frühzündung auftritt.As the above-described difference, for example, in a case where the temperature of the internal EGR gas actually remaining in the cylinder in the current cycle is greater than the internal EGR gas temperature considered in the database by the shaft rotation speed and the fuel load in the current cycle, the temperature of the air-fuel mixture at the time of compression becomes higher. Consequently, there is a problem that knocking due to the pre-ignition occurs.
Auf der anderen Seite, in einem Fall, in dem die Temperatur des internen AGR-Gases, das tatsächlich in dem Zylinder in dem momentanen Zyklus verbleibt, geringer ist als die interne AGR-Gastemperatur, die in der Datenbank in Betracht gezogen wird, um der Wellenrotationsgeschwindigkeit und der Brennlast in dem momentanen Zyklus zu entsprechen, wird die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung zum Zeitpunkt der Kompression geringer. Folglich tritt ein Problem auf, dass eine Fehlzündung auftritt.On the other hand, in a case where the temperature of the internal EGR gas actually remaining in the cylinder in the current cycle is lower than the internal EGR gas temperature considered in the database, to the Wave speed and the fuel load in the current cycle, the temperature of the air-fuel mixture at the time of compression is lower. As a result, a problem occurs that a misfire occurs.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und es ist daher eine Aufgabe ein Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, das Auftreten eines Klopfens aufgrund von Frühzündung und das Auftreten von Fehlzündung, wenn ein Betriebszustand in einem vorangehenden Zyklus sich in einem folgenden Zyklus ändert, zu unterdrücken.The present invention has been made to solve the above-described problems, and therefore, it is an object to provide a control apparatus for an internal combustion engine capable of detecting the occurrence of knocking due to pre-ignition and the occurrence of misfire, if any Operating state in a previous cycle changes in a subsequent cycle changes to suppress.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestellt, das ausgebildet ist um einen variablen Ventilsteuermechanismus zu steuern, der in der Lage ist, einen Ventilschließzeitpunkt eines Abgasventils zu verändern und den variablen Ventilsteuermechanismus zu steuern, sodass das Abgasventil bei einem optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC; Exhaust Valve Close Timing), der durch Optimieren eines eingestellten Ventilschließzeitpunktes des Abgasventils für jeden Zyklus gewonnen wird, geschlossen wird, wobei das Steuergerät umfasst: einen Parameterbeschaffungsabschnitt, der ausgebildet ist, um eine Abgastemperatur, einen Abgasdruck, eine Ansauglufttemperatur, und einen Betrag an Ansaugluft der Verbrennungskraftmaschine zu beschaffen; einen Wärmeberechnungsabschnitt für die Luft-Kraftstoff-Mischung, der ausgebildet ist, um eine erste Verarbeitung des Berechnens einer Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung auszuführen, als eine Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung aus einer Beziehung zwischen einer internen AGR-Gaswärme und einer Ansaugluftwärme, wobei die interne AGR-Gaswärme durch Berechnen eines Brennkammervolumens gemäß einem momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes berechnet wird und um eine Wärme eines internen AGR-Gases zu berechnen, das in einer Brennkammer vorhanden ist, basierend auf einer Beziehung zwischen dem berechneten Brennkammervolumen und der Abgastemperatur und dem Abgasdruck, der von dem Parameterbeschaffungsabschnitt beschafft wurde, wobei die Ansaugluftwärme durch Berechnen einer Wärme der Ansaugluft berechnet wird, basierend auf einer Beziehung zwischen der Ansauglufttemperatur und dem Betrag an Ansaugluft, der von dem Parameterbeschaffungsabschnitt beschafft wird; einen Berechnungsabschnitt für das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung, der ausgebildet ist, um eine zweite Verarbeitung des Berechnens eines Verhältnisses einer Veränderung der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung auszuführen, wobei das Verhältnis der Veränderung der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung ein Index ist, der anzeigt, wie die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung, die durch den Wärmeberechnungsabschnitt für die Luft-Kraftstoff-Mischung berechnet wird, um dem derzeit eingestellten Ventilschließzeitpunkt in einem derzeitigen Zyklus zu entsprechen, sich von einer Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung verändert, die einem optimalen Wert des Abgasventilzeitpunktes (EVC) entspricht, der in einem vorangegangenen Zyklus gewonnen wurde; und einen Beschaffungsabschnitt für den optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC), der ausgebildet ist, um eine dritte Verarbeitung zum Ermitteln durchzuführen, ob oder nicht die Veränderungsrate der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in einen voreingestellten zulässigen Bereich fällt und um eine vierte Verarbeitung auszuführen, um den momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt als den optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunkt (EVC) in dem momentanen Zyklus zu ermittlen, wenn ermittelt wird, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt, und um einen korrigierten, eingestellten Ventilschließzeitpunkt zu beschaffen, durch Korrigieren des momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes, sodass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt, um den momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt als den korrigierten eingestellten Ventilschließzeitpunkt zu aktualisieren, wenn ermittelt wird, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in den zulässigen Bereich fällt, wobei die erste Verarbeitung, die von dem Wärmeberechnungsabschnitt für die Luft-Kraftstoff-Mischung durchgeführt wurde, die zweite Verarbeitung die von dem Berechnungsabschnitt für das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung durchgeführt wurde, und die dritte Verarbeitung und die vierte Verarbeitung, die von dem Beschaffungsabschnitt für den optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) ausgeführt wurde, wiederholt ausgeführt werden, bis ermittelt wird, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt, durch Verwenden des aktualisierten, momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes.According to an embodiment of the present invention, there is provided a control apparatus for an internal combustion engine configured to control a variable valve timing mechanism that is capable of changing a valve closing timing of an exhaust valve and controlling the variable valve timing mechanism so that the exhaust valve is turned on Exhaust Valve Close Timing (EVC) value obtained by optimizing a set valve closing timing of the exhaust valve for each cycle is closed, the controller comprising: a parameter acquisition section configured to determine an exhaust temperature, exhaust pressure, Intake air temperature, and to obtain an amount of intake air of the internal combustion engine; an air-fuel mixture heat calculating section configured to perform a first processing of calculating a heat of the air-fuel mixture as a heat of the air-fuel mixture from a relationship between an internal EGR gas heat and a Intake air heat, wherein the internal EGR gas heat is calculated by calculating a combustion chamber volume according to a currently set valve closing timing and calculating heat of an internal EGR gas present in a combustion chamber based on a relationship between the calculated combustion chamber volume and the exhaust gas temperature and the exhaust gas pressure obtained by the parameter obtaining section, wherein the intake air heat is calculated by calculating a heat of the intake air based on a relationship between the intake air temperature and the amount of intake air obtained from the parameter obtaining section; a calculation section for the A variation ratio of the heat of the air-fuel mixture, which is configured to perform a second processing of calculating a ratio of a change in the heat of the air-fuel mixture, wherein the ratio of the change of the heat of the air-fuel mixture is an index indicating how the heat of the air-fuel mixture calculated by the air-fuel mixture heat calculating section to correspond to the currently set valve closing timing in a current cycle is different from that of the air-fuel mixture which corresponds to an optimum value of the exhaust valve timing (EVC) obtained in a previous cycle; and an optimal exhaust valve closing timing (EVC) acquiring section configured to perform a third processing for determining whether or not the rate of change of the heat of the air-fuel mixture falls within a preset allowable range and to perform a fourth processing to determine the currently set valve closing timing as the optimal value of the exhaust valve closing timing (EVC) in the current cycle when it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range and a corrected set valve closing timing by correcting the currently set valve closing timing so that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range to the currently set valve closing timing as the corrected set Ventilschli update timing when it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture does not fall within the allowable range, the first processing performed by the air-fuel mixture heat calculating section, the second processing being that of was carried out in the air-fuel mixture heat-quantity change ratio calculating section, and the third processing and the fourth processing executed by the exhaust-valve optimal closing value obtaining section (EVC) are executed repeatedly until it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range by using the updated momentarily set valve closing timing.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung, welches der Index ist, der anzeigt, wie die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in dem vorangegangenen Zyklus sich in dem folgenden Zyklus verändert, nicht innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, der variable Ventilsteuerungsmechanismus, der in der Lage ist, den Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils zum Einstellen des internen AGR-Gasbetrages zu verändern, durch Verwenden des optimalen Wertes des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) gesteuert, der durch Korrigieren des eingestellten Ventilschließzeitpunktes des Abgasventils beschafft wird, sodass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt. Auf diese Weise kann das Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine, die in der Lage ist, das Auftreten von Klopfen aufgrund von Frühzündung und das Auftreten von Fehlzündung, wenn der Betriebszustand aus dem vorangehenden Zyklus sich in dem folgenden Zyklus ändert, zu unterdrücken, erhalten werden.According to an embodiment of the present invention, when the change ratio of the heat of the air-fuel mixture, which is the index indicating how the heat of the air-fuel mixture changes in the preceding cycle in the following cycle, is not within permissible range, the variable valve timing mechanism capable of changing the valve closing timing of the exhaust valve for adjusting the internal EGR gas amount is controlled by using the optimum value of the exhaust valve closing timing (EVC) obtained by correcting the set valve closing timing of the exhaust valve so that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range. In this way, the control apparatus for an internal combustion engine capable of suppressing the occurrence of knock due to pre-ignition and the occurrence of misfire when the operating state changes from the preceding cycle in the following cycle can be obtained.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Nun wird ein Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der Darstellung der Zeichnungen werden die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Mehrfachbeschreibung wird hier weggelassen. Die vorliegende Erfindung ist auf eine Verbrennungskraftmaschine anwendbar, in der ein Einlassventil nach dem Schließen eines Abgasventils bei zumindest einigen Betriebszuständen geöffnet wird.Now, a control apparatus for an internal combustion engine according to exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the illustration of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals and a multiple description is omitted here. The present invention is directed to an internal combustion engine applicable in which an intake valve is opened after closing an exhaust valve in at least some operating conditions.
Erste AusführungsformFirst embodiment
Zunächst wird, um die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung klarzustellen, ein Problem einer Verbrennungskraftmaschine bei Anwendung des Stands der Technik, der in der
In diesem Fall ist ein internes AGR-Gas ein Teil eines Verbrennungsgases, das in einem vorangehenden Zyklus gewonnen wurde, welches in einer Brennkammer verbleibt. Ferner wird als ein Ergebnis des Mischens des internen AGR-Gases und Luft und Kraftstoff, die frisch angesaugt werden und in einem momentanen Zyklus zur Verfügung gestellt werden, eine Luft-Kraftstoff-Mischung ausgebildet. Die Verbrennung der so geformten Luft-Kraftstoff-Mischung wird signifikant durch eine Temperatur und Dichte der Luft-Kraftstoff-Mischung beeinflusst.In this case, an internal EGR gas is a part of a combustion gas recovered in a previous cycle remaining in a combustion chamber. Further, as a result of mixing the internal EGR gas and air and fuel, which are freshly sucked and provided in a current cycle, an air-fuel mixture is formed. The combustion of the thus-formed air-fuel mixture is significantly affected by a temperature and density of the air-fuel mixture.
Die interne AGR-Gastemperatur ist hoch relativ zu einer Lufttemperatur und einer Verbrennungstemperatur. Daher sind die Effekte der internen AGR-Gastemperatur auf die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur signifikant. Ferner führt ein Unterschied in dem Betrag an internem AGR-Gas zu einem Unterschied in dem Betrag der Luft-Kraftstoff-Mischung. Daher beeinflusst der Betrag an internem AGR-Gas die Dichte der Luft-Kraftstoff-Mischung.The internal EGR gas temperature is high relative to an air temperature and a combustion temperature. Therefore, the effects of the internal EGR gas temperature on the air-fuel mixture temperature are significant. Further, a difference in the amount of internal EGR gas results in a difference in the amount of the air-fuel mixture. Therefore, the amount of internal EGR gas affects the density of the air-fuel mixture.
Im Speziellen, in einem Fall, in dem die interne AGR-Gastemperatur ansteigt oder der interne AGR-Gasbetrag in einem bestimmten stabilen Verbrennungszustand aufgrund einiger Faktoren ansteigt, wird die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur größer als die in dem stabilen Zustand. In solch einem Fall steigt die Verbrennungsreaktionsrate an. Im Ergebnis tritt ein Klopfen aufgrund einer Frühzündung auf.Specifically, in a case where the internal EGR gas temperature increases or the internal EGR gas amount increases in a certain stable combustion state due to some factors, the air-fuel mixture temperature becomes higher than that in the steady state. In such a case, the combustion reaction rate increases. As a result, knocking due to pre-ignition occurs.
Auf der anderen Seite, in einem Fall, in dem die interne AGR-Gastemperatur fällt oder der interne AGR-Gasbetrag in einem bestimmten stabilen Verbrennungszustand aufgrund einiger Faktoren abnimmt, wird die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur niedriger als die in dem stabilen Zustand. In solch einem Fall wird die Instabilität der Verbrennung ausgeprägter. Im Ergebnis tritt eine Fehlzündung auf.On the other hand, in a case where the internal EGR gas temperature falls or the internal EGR gas amount decreases in a certain stable combustion state due to some factors, the air-fuel mixture temperature becomes lower than that in the steady state. In such a case, the instability of combustion becomes more pronounced. As a result, a misfire occurs.
Um das Auftreten von Klopfen aufgrund von Frühzündung und das Auftreten von Fehlzündung zu unterdrücken, wie oben beschrieben wurde, ist es notwendig den internen AGR-Gasbetrag geeignet zu steuern. Folglich wird im Stand der Technik, der in der
Im Speziellen nimmt ein Motorsteuergerät die Wellenrotationsgeschwindigkeit, die Brennlast und die Kühlwassertemperatur auf, um daraus den Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils, der den aufgenommenen Parametern entspricht, aus der Datenbank zu extrahieren. Ferner steuert das Steuergerät einen Betrieb eines Abgasventilantriebsmechanismus, sodass das Abgasventil zu dem so extrahierten Ventilschließzeitpunkt geschlossen wird, wodurch geeignet der interne AGR-Gasbetrag eingestellt wird.Specifically, an engine controller receives the shaft rotation speed, the combustion load, and the cooling water temperature to extract the valve closing timing of the exhaust valve corresponding to the recorded parameters from the database. Further, the controller controls an operation of an exhaust valve drive mechanism so that the exhaust valve is closed at the thus-extracted valve closing timing, thereby appropriately adjusting the internal EGR amount of the gas.
Ferner wird in einem normalen Fall die Datenbank, die in
Im Speziellen, in einem Fall der Verbrennungskraftmaschine, die bei Betriebszuständen betrieben wird, in denen die Rotationsgeschwindigkeit und die Brennlast sich kaum verändern, kann der interne AGR-Gasbetrag geeignet unter Anwendung des Stand der Technik gesteuert werden, der in der
In einem Fall der Verbrennungskraftmaschine, die in einem Fahrzeug angeordnet ist, verändert sich jedoch wenn beispielsweise eine Neigung einer Fahrbahnoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, sich ändert oder wenn ein Fahrer des Fahrzeuges eine Veränderung einer Fahrzeuggeschwindigkeit fordert, die Wellenrotationsgeschwindigkeit oder die Brennlast merkbar. Als ein Ergebnis wird die Verbrennungskraftmaschine in einen Übergangszustand gebracht, in solch einem Fall tritt das folgende Problem auf.However, in a case of the internal combustion engine disposed in a vehicle, for example, when a slope of a road surface on which the vehicle is traveling changes or when a driver of the vehicle changes Changing a vehicle speed demands, the shaft rotation speed or the combustion load noticeably. As a result, the internal combustion engine is brought into a transient state, in which case the following problem occurs.
Im Speziellen wird in der Verbrennungskraftmaschine ein Fall, in dem ein Betriebszustand I in einem Zyklus sich hin zu einem Betriebszustand II in einem folgenden Zyklus verändert, betrachtet. Die Wellenrotationsgeschwindigkeit beträgt N1 und die Brennlast beträgt P1 in dem Betriebszustand I, wohingegen die Wellenrotationsgeschwindigkeit N2 und die Brennlast P2 in dem Betriebszustand II ist. Ein Drosselklappenöffnungsgrad ist α1, der Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils ist EVC1 und die Abgastemperatur beträgt TE1 in dem Betriebszustand I, wohingegen der Drosselklappenöffnungsgrad α2 beträgt, der Ventilöffnungszeitpunkt des Abgasventils EVC2 beträgt und die Abgastemperatur TE2 in dem Betriebszustand II beträgt. Es wird ferner angenommen, dass der Drosselklappenöffnungsgrad von α1 hin zu α2 durch eine Betätigung des Gaspedals, die durch einen Fahrer des Fahrzeugs durchgeführt wird, verändert wird.Specifically, in the internal combustion engine, a case where an operating state I changes in one cycle toward an operating state II in a following cycle is considered. The shaft rotation speed is N1 and the combustion load is P1 in the operation state I, whereas the shaft rotation speed N2 and the combustion load P2 are in the operation state II. A throttle opening degree is α1, the valve closing timing of the exhaust valve is EVC1, and the exhaust gas temperature is TE1 in the operating state I, whereas the throttle opening degree is α2, the valve opening timing of the exhaust valve is EVC2, and the exhaust gas temperature TE2 is in the operating state II. It is further assumed that the throttle opening degree is changed from α1 to α2 by an operation of the accelerator pedal performed by a driver of the vehicle.
In dem oben erwähnten Fall wird gemeinsam mit der Veränderung des Drosselklappenöffnungsgrades von α1 in dem einen Zyklus hin zu α2 in dem folgenden Zyklus ein Kraftstoffbereitstellbetrag gesteuert, um verändert zu werden. Im Ergebnis verändert sich die Brennlast von P1 hin zu P2. Ferner verändert sich die Wellenrotationsgeschwindigkeit als ein Ergebnis der Verbrennung des Kraftstoffes dessen Bereitstellbetrag verändert wurde. Folglich wird N1 als die Wellenrotationsgeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt aufrechterhalten. Der Ventilschließzeitpunkt EVC2 des Abgasventils des Zyklus, der auf den Zyklus in dem Betriebszustand I folgt, wird aus der Datenbank für die Wellenrotationsgeschwindigkeit N1 und die Brennlast P2 extrahiert.In the above-mentioned case, along with the change of the throttle opening degree from α1 in the one cycle to α2 in the following cycle, a fuel supply amount is controlled to be changed. As a result, the combustion load changes from P1 to P2. Further, the shaft rotation speed changes as a result of the combustion of the fuel whose supply amount has been changed. Consequently, N1 is maintained as the shaft rotation speed at this time. The valve closing timing EVC2 of the exhaust valve of the cycle following the cycle in the operating state I is extracted from the database for the shaft rotation speed N1 and the combustion load P2.
Hier wird ein Fall betrachtet, in dem P1 < P2, d.h. bei dem die Brennlast in dem einen Zyklus in dem folgenden Zyklus aufgrund der Beschleunigung des Fahrzeuges oder dergleichen ansteigt. Wie oben beschrieben, wird die Datenbank basierend auf der Information in dem stabilen Verbrennungszustand erzeugt. Folglich wird in dem Zustand, in dem die Beziehung TE1 < TE2 für die Abgastemperatur hergestellt wird, der Ventilschließzeitpunkt EVC2 extrahiert. Jedoch ist das interne AGR-Gas, das in der Brennkammer für die Verbrennung in dem auf den Zyklus in dem Betriebszustand I folgenden Zyklus verbleibt, ein Verbrennungsgas mit der Abgastemperatur TE1, das durch die Verbrennung in dem Zyklus in dem Betriebszustand I erhalten wird. Im Vergleich mit einem Fall, in dem der Betrag an Verbrennungsgas mit der Abgastemperatur TE2, die durch den Ventilschließzeitpunkt EVC2 ermittelt wird, zurückgelassen wird, wird die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur in einem Fall geringer, in dem der Betrag an Verbrennungsgas bei der Abgastemperatur TE1 niedriger als die Abgastemperatur TE2, die durch den Ventilschließzeitpunkt EVC2 ermittelt wird, zurückbleibt. Die abgesenkte Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur führt zu einer Instabilität der Verbrennung, die zur Fehlzündung führt.Here, a case where P1 <P2, i. in which the burning load increases in the one cycle in the following cycle due to the acceleration of the vehicle or the like. As described above, the database is generated based on the information in the stable combustion state. Consequently, in the state where the exhaust gas temperature relation TE1 <TE2 is established, the valve closing timing EVC2 is extracted. However, the internal EGR gas remaining in the combustion chamber for combustion in the cycle following the cycle in the operating state I is a combustion gas having the exhaust gas temperature TE1 obtained by the combustion in the cycle in the operating state I. In comparison with a case where the amount of combustion gas having the exhaust gas temperature TE2 detected by the valve closing timing EVC2 is left, the air-fuel mixture temperature becomes lower in a case where the amount of combustion gas is at the exhaust gas temperature TE1 lower than the exhaust gas temperature TE2 detected by the valve closing timing EVC2. The lowered air-fuel mixture temperature results in instability of combustion resulting in misfire.
Daher ist es erforderlich, in dem oben erwähnten Fall, einen größeren Betrag an internem AGR-Gas in der Brennkammer zurückzulassen, in dem der Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils hin zu einer Frühseite (in Richtung „vor“) des Ventilschließzeitpunktes EVC2 korrigiert wird, um die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur zu erhöhen, um das Auftreten von Fehlzündungen zu verhindern.Therefore, in the above-mentioned case, it is necessary to leave a larger amount of internal EGR gas in the combustion chamber in which the valve closing timing of the exhaust valve is corrected toward an early side (toward "before") of the valve closing timing EVC2, to the air - Increase fuel mixture temperature to prevent the occurrence of misfires.
Auf der anderen Seite, in einem Fall, in dem P1 < P2 hergestellt wird, nimmt im Speziellen die Brennlast in dem vorhergehenden Zyklus in dem folgenden Zyklus ab, aufgrund der Verlangsamung des Fahrzeuges oder dergleichen, die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur steigt im Vergleich zu dem oben erwähnten Fall an, welches zu einem Klopfen aufgrund von Frühzündung führt.On the other hand, in a case where P1 <P2 is established, in particular, the burning load in the preceding cycle decreases in the following cycle due to the deceleration of the vehicle or the like, the air-fuel mixture temperature increases compared to the above-mentioned case, which leads to knocking due to pre-ignition.
Daher ist es in dem oben erwähnten Fall notwendig einen geringeren Betrag an internem AGR-Gas in der Brennkammer zurückzulassen, in dem der Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils hin zu einer Spätseite (Verzögerungsseite) des Ventilschließzeitpunktes EVC2 korrigiert wird, um die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur zu senken, um das Auftreten von Klopfen aufgrund von Frühzündung zu verhindern.Therefore, in the above-mentioned case, it is necessary to leave a smaller amount of internal EGR gas in the combustion chamber in which the valve closing timing of the exhaust valve is corrected toward a late side (retard side) of the valve closing timing EVC2 to lower the air-fuel mixture temperature to prevent the occurrence of knocking due to pre-ignition.
In Anbetracht der obigen Betrachtungen fokussiert die vorliegende Erfindung auf dem Problem, dass das Klopfen aufgrund von Frühzündung oder Fehlzündung in der Verbrennungskraftmaschine auftritt, in der der Stand der Technik, der in der
Daher, um das Problem zu lösen, auf welches nun in der vorliegenden Erfindung der Fokus gelegt wird, stellt die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung, das in der Lage ist, das Auftreten von Klopfen aufgrund von Frühzündung und das Auftreten von Fehlzündung durch geeignetes Steuern des Ventilschließzeitpunktes des Abgasventils zum Einstellen des internen AGR-Gasbetrages basierend auf einem Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung einzustellen, welches ein Index ist, der anzeigt, wie eine Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in einem vorangehenden Zyklus sich in einem folgenden Zyklus verändert, sogar in dem Fall, in dem der Betriebszustand in dem vorangehenden Zyklus sich in dem momentanen Zyklus verändert.Therefore, in order to solve the problem to which the present invention is now focused, the present invention provides a control apparatus for an internal combustion engine capable of detecting the occurrence of knocking due to pre-ignition and the occurrence of misfire by appropriately controlling the valve closing timing of the exhaust valve to adjust the internal EGR gas amount based on a change ratio of the heat of the air-fuel mixture, which is an index which indicates how heat of the air-fuel mixture in a preceding cycle changes in a following cycle even in the case where the operating state in the preceding cycle changes in the current cycle.
Als nächstes wird ein Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
In
Ferner umfasst das Motorsteuergerät
Als nächstes wird ein Betrieb während jedem der vier Takte, das heißt dem "Ansaugen", "Verdichten/Komprimieren", "Expansion (Verbrennung)" und "Abgas", die einen Zyklus in der Verbrennungskraftmaschine der ersten Ausführungsform darstellen, beschrieben. Während jedem der vier Takte führt der Kolben
Während des Ansaughubes beginnt das Einlassventil
Der Kraftstoff wird durch das Kraftstoffbereitstellrohr
Im Folgenden, während des Kompressionshubes, beginnt das Ansaugventil
Im Motor gemäß dem Stand der Technik, in dem die Verbrennung durch einen Zündfunken initiiert wird, wird eine Zündkerze
Anschließend, wenn die Luft-Kraftstoff-Mischung während des Brenntaktes entzündet wird, steigt ein Druck in der Brennkammer
Danach beginnt während des Abgashubes das Abgasventil
In dem Motor gemäß der ersten Ausführungsform wird die interne AGR umgesetzt, indem ein Teil des Verbrennungsgases in der Brennkammer
Ferner, wenn beispielsweise der Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils
Der Abgasventilantriebsmechanismus
Als nächstes wird eine Steuerung über den Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils, die durchgeführt wird durch die Steuereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform, unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme von
Nach dem Start der Steuerung in dem momentanen Zyklus im Schritt 101 beschafft der Parameterbeschaffungsabschnitt
Im Speziellen beschafft der Parameterbeschaffungsabschnitt beispielsweise die Wellenrotationsgeschwindigkeit, die von dem Wellenrotationsgeschwindigkeitssensor
Im Schritt S102 extrahiert der Beschaffungsabschnitt
Wie oben beschrieben wurde, kann das Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine temporär den eingestellten Ventilschließzeitpunkt EVCn in dem momentanen Zyklus durch Ausführen der Schritte S101 und
Im Schritt S103 berechnet der Wärmeberechnungsabschnitt für die Luft-Kraftstoff-Mischung ein Brennkammervolumen Vn zu dem eingestellten Ventilschließzeitpunkt EVCn, wobei der Parameterbeschaffungsabschnitt
Hier wird das Brennkammervolumen Vn zum dem eingestellten Ventilschließzeitpunkt EVCn gemäß (Gleichung 1), die unten beschrieben wird, berechnet.
In (Gleichung 1) stellt Ss eine Schnittfläche der Brennkammer
Ferner sind die Abgastemperatur TEn und der Abgasdruck PEn Informationen, die notwendig zum Berechnen der internen AGR-Gaswärme QGn beim eingestellten Ventilschließzeitpunkt EVCn sind. Daher werden in der Theorie Werte der Abgastemperatur TEn und des Abgasdruckes PEn zum Zeitpunkt, bei dem der Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils
In (Gleichung 2) stellt VGn den internen AGR-Gasbetrag, der mittels (Gleichung 3), die unten beschrieben wird, berechnet wird, dar und Cg stellt eine spezifische Wärme des internen AGR-Gases dar.
In (Gleichung 3) stellt Rg eine Gaskonstante dar.In (Equation 3), Rg represents a gas constant.
Der Parameterbeschaffungsabschnitt
Im Schritt S105 beschafft der Parameterbeschaffungsabschnitt
Hier wird die Ansaugluftwärme QAn gemäß (Gleichung 4), die unten beschrieben wird, berechnet.
In (Gleichung 4) stellt Cg eine spezifische Wärme der Ansaugluft dar.In (Equation 4), Cg represents a specific heat of the intake air.
Ferner beschafft der Parameterbeschaffungsabschnitt
Hier stellt die Summe der internen AGR-Gaswärme QGn und die Ansaugluftwärme QAn eine Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung zu einem Zeitpunkt dar, bei dem das Ansaugventil
Im Schritt S107 beschafft der Parameterbeschaffungsabschnitt
Der Parameterbeschaffungsabschnitt
In (Gleichung 5) stellt K0 einen Einstellfaktor dar, der sich gemäß der Brennlast verändert. In Anbetracht des Umstandes, dass der Großteil der Wärme, der aus der Brennkammer
Im Schritt S108 berechnet der Wärmeberechnungsabschnitt für die Luft-Kraftstoff-Mischung die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung aus der Beziehung zwischen der internen AGR-Gaswärme QGn, der Ansaugluftwärme QAn und dem Betrag an Abstrahlung QLn als einer Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn. Anschließend fährt die Verarbeitung im Schritt S109 fort.In step S108, the air-fuel mixture heat calculating section calculates the heat of the air-fuel mixture from the relationship between the internal EGR gas heat QG n , the intake air heat QA n and the amount of radiation QL n as heat of the air-fuel mixture. Fuel mixture Q n . Subsequently, the processing proceeds to step S109.
Hier wird die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn gemäß (Gleichung 6), die unten beschrieben wird, berechnet.
Wie oben beschrieben wurde, führt der Wärmeberechnungsabschnitt für die Luft-Kraftstoff-Mischung
Im Schritt S109 berechnet der Berechnungsabschnitt
Hier wird das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En gemäß (Gleichung 7), die unten beschrieben wird, berechnet.
Die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn – 1, die dem optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) entspricht, der im vorangegangenen Zyklus ermittelt wurde, stellt Daten dar, die in dem Speicherabschnitt
Wie oben beschrieben wurde, führt der Berechnungsabschnitt
Im Schritt S110 ermittelt der Beschaffungsabschnitt für den optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes
Auf der anderen Seite, wenn Beschaffungsabschnitt für den optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) im Schritt S110 ermittelt, dass der absolute Wert |En| größer als der Bezugswert (genauer gesagt "NEIN") ist, ermittelt der Beschaffungsabschnitt
Wenn im Schritt S113 ermittelt wird, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En ein positiver Wert ist (genauer gesagt "JA"), korrigiert der beschaffungsabschnitt
Auf der anderen Seite, wenn ermittelt wird, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En ein negativer Wert ist (genauer gesagt "NEIN"), korrigiert der Beschaffungsabschnitt
Wie oben beschrieben wurde, wenn der absolute Wert |En| größer ist als der Bezugswert und das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En der positive Wert ist, verändert sich die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus auf solch eine Weise, dass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn signifikant im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus ansteigt. Im Speziellen, falls das Abgasventil
Auf der anderen Seite, wenn der absolute Wert |En| größer ist als der Bezugswert ist und das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En der negative Wert ist, verändert sich die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus auf eine solche Weise, dass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn signifikant im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus abnimmt. Im Speziellen, falls das Abgasventil noch zu dem momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt EVCn in dem momentanen Zyklus geschlossen ist, wird die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur zum Zeitpunkt der Kompression niedriger im Vergleich mit der in dem vorangegangenen Zyklus. Im Ergebnis kann eine Destabilisierung der Verbrennung oder eine Fehlzündung aufgrund des nicht Vorhandenseins von Wärme in der Luft-Kraftstoff-Mischung auftreten. Daher, um die Destabilisierung der Verbrennung und die Fehlzündung, die oben beschrieben wurden, zu unterdrücken, im Schritt S115, wird der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn hin zu der Frühseite korrigiert, um die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus stärker zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus zu erhöhen.On the other hand, if the absolute value | E n | is greater than the reference value and the change ratio of the heat of the air-fuel mixture E n is the negative value, the heat of the air-fuel mixture Q n in the current cycle changes in such a manner that the heat of the air Fuel mixture Q n decreases significantly in comparison to the heat of the air-fuel mixture Q n-1 in the previous cycle. Specifically, if the exhaust valve is still closed at the currently set valve closing timing EVC n in the current cycle, the air-fuel mixture temperature at the time of compression becomes lower as compared with that in the previous cycle. As a result, combustion destabilization or misfire may occur due to the absence of heat in the air-fuel mixture. Therefore, in order to suppress the destabilization of the combustion and the misfire described above, in step S115, the currently set valve closing timing EVC n is corrected toward the early side to reduce the heat of the air-fuel mixture Q n in the current one Cycle stronger to increase the heat of the air-fuel mixture Q n-1 in the previous cycle.
Ferner werden die Verarbeitung des Aktualisierens des momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes EVCn durch die Korrektur im Schritt S114 oder S115 und die Verarbeitung in den Schritten S103 bis S110 nach dem Aktualisieren momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes EVCn wiederholt bis im Schritt S110 ermittelt wird, dass der absolute Wert |En| gleich oder geringer als der Bezugswert (genauer gesagt "JA") ist. Daher wird letztlich der eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn mit dem absoluten Wert |En|, der gleich oder geringer als der Bezugswert ist, erhalten. In anderen Worten wird der eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn mit der Veränderungsrate der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung zum Zeitpunkt der Kompression während der vorangegangenen und momentanen Zyklen, der in einen zulässigen Bereich fällt, erhalten.Further, the processing of updating the currently set valve closing timing EVC n by the correction in step S114 or S115 and the processing in steps S103 to S110 after updating currently set valve closing timing EVC n are repeated until it is determined in step S110 that the absolute value | E n | is equal to or less than the reference value (more specifically, "YES"). Therefore, finally, the set valve closing timing EVC n having the absolute value | E n | that is equal to or less than the reference value is obtained. In other words, the set valve closing timing EVC n is obtained with the rate of change of the heat of the air-fuel mixture at the time of compression during the previous and current cycles falling within an allowable range.
Im Schritt S111 beschafft der Beschaffungsabschnitt
Im Schritt S112 speichert der Beschaffungsabschnitt
Wie oben beschrieben wurde, wiederholt der Beschaffungsabschnitt
Der vorliegende Bezugswert kann geeignet gestaltet werden, im Speziellen kann er beispielsweise gestaltet werden durch experimentelles Herausfinden eines geeigneten Wertes für Spezifikationen von jeder Verbrennungskraftmaschine, von der es ein Ziel ist, sie zu steuern. Im Speziellen wurde als ein Ergebnis eines Experimentes mit der Anwendung der vorliegenden Erfindung an eine tatsächliche Verbrennungskraftmaschine durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt, dass es gewünscht wird, das der Bezugswert gestaltet werden kann, um ein Wert in dem Bereich von 3% bis 10% zu sein.The present reference value may be made appropriate, in particular, it may be designed, for example, by experimentally finding an appropriate value for specifications of each internal combustion engine of which it is a goal to control it. Specifically, as a result of an experiment with the application of the present invention to an actual internal combustion engine, it has been confirmed by the inventors of the present invention that it is desired that the reference value can be designed to have a value in the range of 3% to 10%. to be.
Der Korrekturbetrag für die Korrektur des momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes hin zu der Spätseite oder der Frühseite kann geeignet eingestellt werden, im Speziellen kann er beispielsweise gestaltet werden, indem experimentell ein geeigneter Wert für Spezifikationen für jede Verbrennungskraftmaschine herausgefunden wird, von der es ein Ziel ist, sie zu steuern. The correction amount for the correction of the currently set valve closing timing toward the late side or the early side may be suitably set, specifically, for example, it may be designed by experimentally finding out a suitable value for specifications for each internal combustion engine of which it is a goal to control.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der ersten Ausführungsform die Konfiguration zur Verfügung gestellt, die in der Lage ist, geeignet den Ventilschließzeitpunkt des Abgasventils zum Einstellen des internen AGR-Gasbetrages basierend auf dem Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung einzustellen, welches der Index ist, der anzeigt, wie die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in dem vorangehenden Zyklus sich in dem derzeitigen Zyklus verändert.As described above, according to the first embodiment, the configuration capable of appropriately adjusting the valve closing timing of the exhaust valve for adjusting the internal EGR gas amount based on the change ratio of the heat of the air-fuel mixture, which is the Index, which indicates how the heat of the air-fuel mixture in the previous cycle changes in the current cycle.
Im Speziellen wird die folgende Konfiguration zur Verfügung gestellt. Die Ermittlungsverarbeitung zum Ermitteln, ob oder nicht das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung innerhalb des voreingestellten, zulässigen Bereichs fällt, wird durchgeführt. Wenn ermittelt wird, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt, wird der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt ermittelt als der optimale Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC). Auf der anderen Seite, wenn ermittelt wird, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in den zulässigen Bereich fällt, wird der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt durch Korrigieren des momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes auf eine solche Weise erhalten, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt. Anschließend wird die Optimierungsverarbeitung zum Aktualisieren des momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes als dem korrigierten eingestellten Ventilschließzeitpunkt durchgeführt. Bis ermittelt ist, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt, werden die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischungsberechnungsverarbeitung, das Verhältnis der Veränderung der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischungsberechnungsverarbeitung, die Ermittlungsverarbeitung und die Optimierungsverarbeitung wiederholt durchgeführt.In particular, the following configuration is provided. The determination processing for determining whether or not the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the preset allowable range is performed. When it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range, the currently set valve closing timing is determined as the optimal value of the exhaust valve closing timing (EVC). On the other hand, when it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture does not fall within the allowable range, the currently set valve closing timing is obtained by correcting the currently set valve closing timing in such a manner that the change ratio of the heat of the Air-fuel mixture falls within the allowable range. Subsequently, the optimization processing for updating the currently set valve closing timing is performed as the corrected set valve closing timing. Until it is determined that the variation ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range, the heat of the air-fuel mixture computation processing, the ratio of the change of the heat of the air-fuel mixture computation processing, the determination processing, and the optimization processing are repeated carried out.
Ferner, wenn der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung gleich oder geringer als der voreingestellte Bezugswert ist, der gleich oder größer als 0% ist, wird ermittelt, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt. Wenn der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung größer als der Bezugswert ist und das Verhältnis der Veränderung der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung positiv ist, wird ermittelt, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in den zulässigen Bereich fällt und der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt wird hin zu der Spätseite korrigiert. Wenn der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung größer ist als der Bezugswert und das Verhältnis der Veränderung der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung negativ ist, wird ermittelt, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in den zulässigen Bereich fällt und der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt wird hin zu der Frühseite korrigiert.Further, when the absolute value of the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is equal to or less than the preset reference value equal to or greater than 0%, it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture in the permissible range falls. When the absolute value of the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is greater than the reference value and the ratio of the change in the heat of the air-fuel mixture is positive, it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is not falls within the allowable range and the currently set valve closing timing is corrected towards the late side. When the absolute value of the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is greater than the reference value and the ratio of the change of the heat of the air-fuel mixture is negative, it is determined that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is not falls within the permissible range and the currently set valve closing timing is corrected towards the early side.
Auf diese Weise kann ein konstant stabiler Verbrennungszustand, genauer gesagt eine konstante, stabile Wellenausgangsleistung der Verbrennungskraftmaschine erhalten werden. Daher kann das Auftreten von Klopfen aufgrund einer übermäßig erhöhten Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung zum Zeitpunkt der Kompression und das Auftreten von Fehlzündung aufgrund einer übermäßig abgesenkten Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung zum Zeitpunkt der Kompression unterdrückt werden. Ferner kann der konstante, stabile Brennzustand aufrechterhalten werden ohne das Ansprechverhalten der Verbrennungskraftmaschine zu verringern.In this way, a constant stable combustion state, more specifically, a constant, stable shaft output of the internal combustion engine can be obtained. Therefore, the occurrence of knocking due to an excessively elevated temperature of the air-fuel mixture at the time of compression and the occurrence of misfire due to an excessively lowered temperature of the air-fuel mixture at the time of compression can be suppressed. Further, the constant stable combustion state can be maintained without reducing the responsiveness of the internal combustion engine.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde der Fall, in dem der optimale Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) zum Gestatten, dass der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung gleich oder geringer als der Bezugswert wird, beschrieben. Auf der anderen Seite wurde in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgende Konfiguration beschrieben. Im Speziellen wird die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in dem vorangehenden Zyklus eingestellt, um erhöht oder abgesenkt zu werden in dem momentanen Zyklus gemäß einer Größenbeziehung zwischen der Brennlast in dem vorangehenden Zyklus und der in dem momentanen Zyklus. Zusätzlich wird der optimale Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) zum Gestatten, dass der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung gleich oder geringer als der Bezugswert wird, erhalten.In the first embodiment described above, the case where the optimum value of the exhaust valve closing timing (EVC) for allowing the absolute value of the change ratio of the heat of the air-fuel mixture to become equal to or less than the reference value has been described. On the other hand, in a second embodiment of the present invention, the following configuration has been described. Specifically, the heat of the air-fuel mixture in the preceding cycle is set to be increased or decreased in the current cycle according to a size relationship between the burning load in the preceding cycle and that in the current cycle. In addition, the optimum value of the exhaust valve closing timing (EVC) for allowing the absolute value of the change ratio of the heat of the air-fuel mixture to become equal to or less than the reference value is obtained.
Hier, im Vergleich mit einem Fall einer stabilen Verbrennung mit einer geringen Brennlast, ist die Temperatur des internen AGR-Gases, das in der Brennkammer
In einem Übergangszustand, in dem der Brennzustand mit der geringen Brennlast sich hin zu dem Brennzustand mit der großen Brennlast verändert, verbleibt das Verbrennungsgas bei einer niedrigen Temperatur, welches in einem Zustand erhalten wird, wenn die Brennlast gering ist, in der Brennkammer
Daher, als ein Ergebnis einer scharfen Prüfung durch ein Experiment, das durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung in Anbetracht der oben gemachten Überlegungen durchgeführt wurde, wird das folgende klargestellt. In dem Übergangszustand, in dem die Brennlast steigt, wie oben beschrieben wurde, ist es von der Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur erforderlich, dass sie geeignet kontrolliert wird, um in einem hohen Zustand zu sein, in dem die Steuerung durchgeführt wird, sodass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus nachdem die Brennlast sich verändert, innerhalb des zulässigen Bereichs von der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangehenden Zyklus ansteigt bevor die Brennlast sich verändert.Therefore, as a result of a sharp test by an experiment conducted by the inventor of the present invention in view of the above considerations, the following is clarified. In the transient state in which the combustion load increases as described above, the air-fuel mixture temperature is required to be suitably controlled to be in a high state in which the control is performed so that the heat of the air-fuel mixture Q n in the current cycle after the combustion load changes within the allowable range of the air-fuel mixture Q n-1 in the preceding cycle before the combustion load changes.
Auf der anderen Seite ist es in dem Übergangszustand, in dem die Brennlast abnimmt, erforderlich, dass die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur geeignet gesteuert wird, um nicht exzessiv anzusteigen, indem die Steuerung durchgeführt wird, sodass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus nachdem die Brennlast sich verändert, in den zulässigen Bereich von der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangehenden Zyklus abnimmt, bevor die Brennlast sich verändert.On the other hand, in the transient state in which the fuel load decreases, it is required that the air-fuel mixture temperature be appropriately controlled so as not to excessively increase by performing the control so that the heat of the air-fuel mixture Q n in the current cycle after the combustion load changes, decreases in the allowable range from the heat of the air-fuel mixture Q n-1 in the preceding cycle before the combustion load changes.
Daher wird in der zweiten Ausführungsform der optimale Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) in Anbetracht der Veränderung der Brennlast zwischen dem vorangegangenen Zyklus und dem momentanen Zyklus zusätzlich zu dem Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung erhalten.Therefore, in the second embodiment, the optimum value of the exhaust valve closing timing (EVC) is obtained in consideration of the change in the combustion load between the preceding cycle and the current cycle in addition to the change ratio of the heat of the air-fuel mixture.
Als nächstes wird ein Steuergerät für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform bezugnehmend auf
Das Steuergerät für eine interne Verbrennungskraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform führt der Reihe nach die Schritte S201 bis S209 aus. Inhalte der Verarbeitung in den Schritten S201 bis S209 sind die gleichen wie in den Schritten S101 bis S109 in der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde und daher wird eine detaillierte Beschreibung davon hier weggelassen.The internal combustion engine controller according to the second embodiment sequentially executes steps S201 to S209. Contents of the processing in steps S201 to S209 are the same as in steps S101 to S109 in the first embodiment described above, and therefore a detailed description thereof is omitted here.
Nachdem die Steuerung in dem momentanen Zyklus begonnen wurde, werden die Schritte S201 bis S209 der Reihe nach ausgeführt. Anschließend wird der Schritt S210 ausgeführt.After the control is started in the current cycle, steps S201 to S209 are sequentially executed. Subsequently, the step S210 is executed.
Im Schritt S210 ermittelt der Beschaffungsabschnitt
Im Schritt S110, wenn der Beschaffungsabschnitt
Im Schritt S211 ermittelt der Beschaffungsabschnitt für den optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC), ob oder nicht das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En gleich oder größer als 0% ist. Wenn der Beschaffungsabschnitt
Im Schritt S212 ermittelt der Beschaffungsabschnitt
Im Schritt S215 korrigiert der Beschaffungsabschnitt
Wie oben beschrieben wurde, wenn der absolute Wert |En| größer ist als der Bezugswerg und das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En ein positiver Wert ist, in dem Fall in dem die Brennlast in dem momentanen Zyklus im Vergleich mit dem vorangegangenen Zyklus ansteigt, verändert sich die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus auf eine solche Weise, dass die Luft-Kraftstoff-Mischung Qn signifikant im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus ansteigt. Daher, wie in der ersten oben beschriebenen Ausführungsform, im Schritt S215, wird der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn hin zu der Spätseite korrigiert, um die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus näher zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus abzusenken.As described above, when the absolute value | E n | is larger than the reference value and the change ratio of the heat of the air-fuel mixture E n is a positive value, in the case where the combustion load in the current cycle increases in comparison with the previous cycle, the heat of the air-fuel changes Mixture Q n in the current cycle in such a manner that the air-fuel mixture Q n increases significantly compared to the heat of the air-fuel mixture Q n-1 in the previous cycle. Therefore, as in the first embodiment described above, in step S215, the currently set valve closing timing EVC n is corrected toward the late side to make the heat of the air-fuel mixture Q n closer to the heat of the air-fuel in the current cycle Lowering mixture Q n-1 in the previous cycle.
Im Schritt S216 korrigiert der Beschaffungsabschnitt für den optimalen Wert des Abgasventilschließzeitpunktes (EVC) den momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt EVCn hin zu der Frühseite. Anschließend kehrt die Verarbeitung zum Schritt S203 zurück. In diesem Fall, nachdem der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn aktualisiert wurde, indem er durch den eingestellten Ventilschließzeitpunkt EVCn ersetzt wurde, der hin zu der Frühseite korrigiert wurde, wie oben beschrieben wurde, wird die Verarbeitung nach dem Schritt S203 erneut ausgeführt. Im Speziellen wird die Verarbeitung nach dem Schritt S203 erneut ausgeführt, durch Verwenden des eingestellten Ventilschließzeitpunktes EVCn der durch die Korrektur hin zu der Frühseite aktualisiert wurde, wie oben beschrieben wurde.In step S216, the optimal exhaust valve closing timing (EVC) acquiring section corrects the currently set valve closing timing EVC n to the early side. Subsequently, the processing returns to step S203. In this case, after the currently set valve closing timing EVC n has been updated by being replaced by the set valve closing timing EVC n corrected to the early side as described above, the processing after step S203 is executed again. Specifically, the processing after step S203 is executed again by using the set valve closing timing EVC n which has been updated by the correction toward the early side, as described above.
Wie oben beschrieben wurde, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En ein negativer Wert in dem Fall ist, in dem die Brennlast in dem momentanen Zyklus im Vergleich zu der in dem vorangegangenen Zyklus ansteigt, verändert sich die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus auf eine solche Weise, dass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus abnimmt. Hier, wenn die Brennlast in dem momentanen Zyklus im Vergleich zu der in dem vorangegangenen Zyklus, der oben beschrieben wurde, ansteigt, ist es erforderlich, dass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn gesteuert wird, um im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem zulässigen Bereich anzusteigen. Daher wird im Schritt S216 der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn hin zu der Frühseite korrigiert, sodass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn verändert wird, um im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 anzusteigen.As described above, when the change ratio of the heat of the air-fuel mixture E n is a negative value in the case where the burning load in the current cycle increases in comparison with that in the previous cycle, the heat of the air changes Fuel mixture Q n in the current cycle in such a manner that the heat of the air-fuel mixture Q n decreases in comparison to the heat of the air-fuel mixture Q n-1 in the previous cycle. Here, when the burning load in the current cycle is increased as compared with that in the preceding cycle described above, it is required that the heat of the air-fuel mixture Q n be controlled to be higher than that of the heat Air-fuel mixture Q n-1 in the allowable range to increase. Therefore, in step S216, the currently set valve closing timing EVC n is corrected toward the early side, so that the heat of the air-fuel mixture Q n is changed to increase in comparison with the heat of the air-fuel mixture Q n-1 .
Im Schritt S217 ermittelt der Beschaffungsabschnitt
Im Schritt S218 ermittelt der Beschaffungsabschnitt
Im Schritt S219 korrigiert der Beschaffungsabschnitt
Wie oben beschrieben wurde, wenn der absolute Wert |En| größer als der Bezugswert ist und das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En ein negativer Wert in dem Fall ist, in dem die Brennlast in dem momentanen Zyklus im Vergleich mit der in dem vorangegangenen Zyklus abnimmt, verändert sich die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus auf eine solche Weise, dass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn signifikant im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus abnimmt. Daher wird, wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, im Schritt S219 der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn hin zu der Frühseite korrigiert, um die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus weiter hin zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus zu erhöhen.As described above, when the absolute value | E n | is greater than the reference value and the change ratio of the heat of the air-fuel mixture E n is a negative value in the case where the burning load decreases in the current cycle as compared with that in the preceding cycle, the heat of the air changes Fuel mixture Q n in the current cycle in such a manner that the heat of the air-fuel mixture Q n decreases significantly compared to the heat of the air-fuel mixture Q n-1 in the previous cycle. Therefore, as in the first embodiment described above, in step S219, the currently set valve closing timing EVC n is corrected toward the early side to further heat the air-fuel mixture Q n in the current cycle toward the heat of the air-fuel Increase mixture Q n-1 in the previous cycle.
Im Schritt S220 korrigiert der Beschaffungsabschnitt
Wie oben beschrieben wurde, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung En ein positiver Wert in dem Fall ist, in dem die Brennlast in dem momentanen Zyklus im Vergleich zu der in dem vorangegangenen Zyklus abnimmt, verändert sich die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn in dem momentanen Zyklus auf eine solche Weise, dass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 in dem vorangegangenen Zyklus ansteigt. Hier, wenn die Brennlast in dem momentanen Zyklus im Vergleich zu der in dem vorangegangenen Zyklus, wie oben beschrieben, abnimmt, ist es erforderlich, dass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn gesteuert wird, um innerhalb des zulässigen Bereichs abzunehmen. Daher wird im Schritt S220 der momentan eingestellte Ventilschließzeitpunkt EVCn zu der Spätseite korrigiert, sodass die Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn verändert wird, um im Vergleich zu der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung Qn-1 abzunehmen.As described above, when the change ratio of the heat of the air-fuel mixture E n is a positive value in the case where the combustion load decreases in the current cycle as compared with that in the preceding cycle, the heat of the air changes Fuel mixture Q n in the current cycle in such a way that the heat of the air-fuel mixture Q n increases in comparison to the heat of the air-fuel mixture Q n-1 in the previous cycle. Here, when the burning load decreases in the current cycle as compared with that in the preceding cycle as described above, it is required that the heat of the air-fuel mixture Q n be controlled to decrease within the allowable range. Therefore, in step S220, the currently set valve closing timing EVC n is corrected to the late side, so that the heat of the air-fuel mixture Q n is changed to decrease Q n-1 as compared with the heat of the air-fuel mixture.
In den Schritten S213 und S214 wird die gleiche Verarbeitung wie in den Schritten S111 und S112 der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, durchgeführt. Anschließend wird die Verarbeitungsreihe in dem momentanen Zyklus abgeschlossen.In steps S213 and S214, the same processing as in steps S111 and S112 of the first embodiment described above is performed. Subsequently, the processing series is completed in the current cycle.
Wie oben beschrieben wurde, wiederholt der Beschaffungsabschnitt
In der zweiten Ausführungsform kann der voreingestellte Bezugswert geeignet wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eingestellt werden und es wird gewünscht, dass der Bezugswert gestaltet wird, um ein Wert in dem Bereich von 3% bis 10% zu sein.In the second embodiment, the preset reference value may be set appropriately as in the first embodiment described above, and it is desired that the reference value is designed to be a value in the range of 3% to 10%.
Ferner kann der Korrekturbetrag für die Korrektur des momentan eingestellten Ventilschließzeitpunktes hin zu der Spätseite oder der Frühseite geeignet eingestellt werden, genauer gesagt kann er beispielsweise durch experimentelles Ermitteln eines geeigneten Wertes für die Spezifikationen von jeder Verbrennungskraftmaschine, von der es ein Ziel ist, sie zu steuern, eingestellt werden. Further, the correction amount for the correction of the currently set valve closing timing toward the late side or the early side may be suitably set, specifically, for example, it may experimentally determine an appropriate value for the specifications of each internal combustion engine of which it is a goal to control it to be discontinued.
Wie oben beschrieben wurde, gemäß der zweiten Ausführungsform, im Gegensatz zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, wird die Konfiguration zur Verfügung gestellt, die wie folgt wirkt, wenn die Brennlast in dem momentanen Zyklus gleich oder größer als die Brennlast in dem vorangegangenen Zyklus ist. Im Speziellen wird die Konfiguration zur Verfügung gestellt, um zu ermitteln, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt, wenn das Veränderungsverhältnis der Luft-Kraftstoff-Mischung 0% oder mehr beträgt und der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung gleich oder geringer als der voreingestellte Bezugswert ist, der gleich oder größer als 0% ist. Ferner ermittelt die Konfiguration, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in dem zulässigen Bereich liegt, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung 0% oder mehr beträgt und der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung größer als der voreingestellte Bezugswert ist, und anschließend korrigiert die Konfiguration den momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt hin zu der Spätseite. Ferner ermittelt die Konfiguration, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in den zulässigen Bereich fällt, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung geringer als 0% ist und anschließend korrigiert die Konfiguration den momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt hin zu der Frühseite.As described above, according to the second embodiment, in contrast to the above-described first embodiment, there is provided the configuration that operates as follows when the burning load in the current cycle is equal to or greater than the burning load in the previous cycle. Specifically, the configuration is provided to determine that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range when the change ratio of the air-fuel mixture is 0% or more and the absolute value of the change ratio the heat of the air-fuel mixture is equal to or less than the preset reference value equal to or greater than 0%. Further, the configuration determines that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is not within the allowable range when the variation ratio of the heat of the air-fuel mixture is 0% or more and the absolute value of the variation ratio of the heat of the air-fuel mixture. Fuel mixture is greater than the preset reference value, and then the configuration corrects the currently set valve closing timing to the late side. Further, the configuration determines that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture does not fall within the allowable range when the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is less than 0%, and then the configuration corrects the currently set valve closing timing the early side.
Ferner wird die Konfiguration zur Verfügung gestellt, die wie folgt wirkt, wenn die Brennlast, die in dem momentanen Zyklus erhalten wird, geringer als die Brennlast ist, die in dem vorangegangenen Zyklus erhalten wurde. Im Speziellen wird die Konfiguration zur Verfügung gestellt, um zu ermitteln, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung in den zulässigen Bereich fällt, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung gleich oder geringer als 0% ist und der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung gleich oder geringer als der voreingestellte Bezugswert ist, der gleich oder größer als 0% ist. Ferner ermittelt die Konfiguration, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in den zulässigen Bereich fällt, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung 0% oder weniger beträgt und der absolute Wert des Veränderungsverhältnisses der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung größer ist als der voreingestellte Bezugswert und anschließend korrigiert die Konfiguration den momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt hin zu der Frühseite. Ferner ermittelt die Konfiguration, dass das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung nicht in den zulässigen Bereich fällt, wenn das Veränderungsverhältnis der Wärme der Luft-Kraftstoff-Mischung mehr als 0% beträgt und anschließend korrigiert die Konfiguration den momentan eingestellten Ventilschließzeitpunkt hin zu der Spätseite.Further, there is provided the configuration that acts as follows when the burning load obtained in the current cycle is lower than the burning load obtained in the previous cycle. Specifically, the configuration is provided to determine that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture falls within the allowable range when the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is equal to or less than 0%, and the absolute value of the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is equal to or less than the preset reference value, which is equal to or greater than 0%. Further, the configuration determines that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture does not fall within the allowable range when the variation ratio of the heat of the air-fuel mixture is 0% or less and the absolute value of the variation ratio of the heat of the air-fuel mixture. Fuel mixture is greater than the preset reference value and then the configuration corrects the currently set valve closing timing to the early side. Further, the configuration determines that the change ratio of the heat of the air-fuel mixture does not fall within the allowable range when the change ratio of the heat of the air-fuel mixture is more than 0%, and then the configuration corrects the currently set valve closing timing the late side.
Auf die oben beschriebene Weise kann im Vergleich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ein stabilerer Brennzustand erhalten werden, das heißt, eine stabilere (Kurbel-)Wellenausgangsleistung der Verbrennungskraftmaschine kann erhalten werden. Daher kann das Auftreten von Klopfen aufgrund von Frühzündung und das Auftreten von Fehlzündung weiter unterdrückt werden.In the manner described above, a more stable combustion state can be obtained as compared with the above-described first embodiment, that is, a more stable (crankshaft) shaft output of the internal combustion engine can be obtained. Therefore, the occurrence of knock due to pre-ignition and the occurrence of misfire can be further suppressed.
In der ersten und zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben wurden, wurde der Fall, bei dem die vorliegende Erfindung an die Verbrennungskraftmaschine mit Funkenzündung angewendet wird, beispielhaft beschrieben. Jedoch ist die Verbrennungskraftmaschine, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird, nicht auf darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann bei der Verbrennungskraftmaschine ohne Funkenzündung angewendet werden (beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, die durch Kompressionsselbstzündungsverbrennung betrieben wird (Selbstzündung)).In the first and second embodiments described above, the case where the present invention is applied to the spark ignition internal combustion engine has been exemplified. However, the internal combustion engine to which the present invention is applied is not limited thereto. The present invention can be applied to the noncombustion type internal combustion engine (for example, an internal combustion engine operated by compression self-ignition combustion (autoignition)).
Es ist denkbar, dass die Luft-Kraftstoff-Mischungstemperatur auch durch einen Unterschied der Temperatur der Ansaugluft oder dergleichen beeinflusst wird, wenn die vorliegende Erfindung bei der Verbrennungskraftmaschine angewendet wird, die in dem Fahrzeug verbaut ist. Daher kann beispielsweise die Verbrennungsreaktionsrate (Verbrennungsgeschwindigkeit) oder Verbrennungsstabilität unter Verwendung des Zylinderinnendrucksensors
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